基于状态观测器的非一致采样系统状态反馈预测控制

针对输入更新不等间隔的非一致采样系统,提出一种基于状态观测器的状态反馈预测控制算法．通过提升控制信号,设计了输入输出同周期的非一致采样系统的状态观测器,并且给出了提升控制信号前后观测器系数矩阵的关系．运用线性矩阵不等式方法,解决无穷时域二次型性能指标下的优化问题,给出了状态反馈预测控制器存在的充分条件．仿真结果证明了控制算法的有效性．     

基于非线性观测器的传感器融合与旋转运动重构

虽然测量和记录人身体在空间中运动的加速度和角速度非常容易,但是从这些旋转位移测量中重建并不是一个简单的任务。为了定义位移量这些量需要集成,信号中存在的噪音对测量结果有明显的影响,限制了该技术在工业应用技术领域的发展,常用的噪声滤波技术(如卡尔曼滤波)对约束非线性运动学问题是一个很大的挑战。通过对刚体假设下的问题给出一个简洁的表述,探讨了非线性状态观测器在测量数据的处理、人体运动的数据融合和重建等方面的应用。在扩展卡尔曼滤波器技术和所提出的方法之间进行比较,需要特别注意影响这两种方法性能的条件。为了更好地说明方法之间的差异,本文对数值实验的结果进行了比较。     

基于观测器的时变时滞不确定系统的强稳定鲁棒H~∞控制器设计

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的强稳定鲁棒控制问题。其中不确定性是时变的 ,满足范数有界条件。被控对象可鲁棒强稳定且满足从干扰输入到控制输出的H∞ 范数界约束。     

基于未知输入观测器的汽车发动机控制系统故障检测方法研究

针对控制系统故障诊断中存在的不可测干扰，利用一种基于广义逆的未知输入观测器进行故障诊断，并将此方法用于汽车发动机电控系统执行器的故障检测问题。该观测器对控制系统的状态进行重构，通过判断由系统的真实输出和其估计值之间的残差是否超过阈值来检测故障。仿真结果表明，该方法原理简单，对汽车发动机电控系统执行器故障的诊断准确有效。     

一类非线性不确定系统的多通道鲁棒故障诊断

针对一类含有状态时滞和扰动的非线性不确定系统,研究了一种基于状态估计的执行器故障诊断方法。在通过变换得到等价系统的基础上,构造全阶时滞观测器(TDO),削弱外扰影响,并利用神经网络设计的故障估计器在线估计出系统故障,实现多通道诊断,最后采用域值处理技术提高故障估计的鲁棒性。仿真示例表明了该方法的有效性。     

基于观测器的离散时滞系统的变结构控制

研究了一类离散时滞系统的变结构控制问题．在未知系统状态的条件下,首先设计了系统的状态观测器,然后基于该观测器并结合Lyapunov稳定性理论设计系统的变结构控制器．所得条件均以线性矩阵不等式形式出现,使得该结论应用十分方便．     

状态观测器的实验开发

自动控制原理课程中状态观测器部分内容繁杂,不易理解。为加深理解该部分内容,通过模拟电子电路设计了状态观测器的实验,通过由浅入深的三个步骤使实验者对状态观测器的来龙去脉有更深入形象的理解。     

一类非线性系统降维观测器的设计

与线性系统一样，非线性系统状态观测器，按其结构可分为全维观测器和降维观测器。基于对Riccati方程的求解，本文对具有主线性部分，非线性部分满足Lipschitz条件的非线性系统给出了一降维观测器的设计方法，并讨论了该方法的适用性。     

用光电码盘估计轴系瞬时速度方法的研究

用SIMULINK语言建立光电码盘的仿真模型，分析码盘测速值中包含噪声的原因及其对系统性能的影响。并提供了一种速度观测器以估计电机的瞬时速度。并用仿真结果证明以该观测器的输出构成的闭环系统对系统性能的影响。     

变桨风力机非线性扩张状态观测器PID控制

针对风力发电系统的非线性和时变性,常规PID控制已经很难满足风电控制系统的需要。提出一种基于非线性扩张状态观测器-PID(Nonlinear extended state observer PID,NESO-PID)的双闭环变桨控制策略。该策略考虑到风力发电系统的外部干扰和内部扰动,输入端把转速偏差和功率偏差通过PID控制器进行控制,变桨部分设计一个状态观测器对系统桨距角和风轮转速干扰信号进行测量,把测量结果作为新的状态变量输入观测器,并将观测器的观测信号反馈到输入端实时补偿。通过Matlab/Simulink仿真验证,非线性扩张状态观测器PID变桨控制比常规PID变桨控制具有更好的动态特性和鲁棒性。通过仿真实验,可以使学生观察系统的状态变化过程,加深对知识的理解,能够有效提高教学效果。